beschikbaarheid van
fosfaat in grond onder
invloed van bemesting
Observationen statistisch onderzoek
naar het voorkomen van
'onvermijdbare fosfaatverliezen' op
basis van gegevens van veeljarige
bemestingsproeven
P.A.I. Ehlert, S.LG.E. Burgers & J.W. Steenhuizen
Rapport 51, Haren/Wageningen januari 1996
onderdeel van de Dienst Landbouwkundig Onderzoek (DLO) van het Ministerie van Land-bouw, Natuurbeheer en Visserij.
Het instituut is opgericht op 1 november 1993 en is ontstaan door de samenvoeging van het Wageningse Centrum voor Agrobiologisch Onderzoek (CABO-DLO) en het in Haren gevestigde Instituut voor Bodemvruchtbaarheid (IB-DLO).
DLO heeft t o t taak het genereren van kennis en het ontwikkelen van expertise ten behoeve van de beleidsvoorbereiding en -uitvoering van het Ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij, het bevorderen van de primaire landbouw en de agrarische industrie, het inrichten en beheren van het landelijk gebied, en het beschermen van natuur en milieu.
AB-DLO heeft t o t taak het verrichten van zowel fundamenteel-strategisch als toepassingsge-richt onderzoek en is gepositioneerd tussen het fundamentele basisonderzoek van de universi-teiten en het praktijkgerichte onderzoek op proefstations. De verkregen onderzoeksresultaten dragen bij aan de bevordering van:
de bodemkwaliteit;
duurzame plantaardige produktiesystemen; de kwaliteit van landbouwprodukten.
Kernexpertises van het AB-DLO zijn: plantenfysiologie, bodembiologie, bodemchemie en -fysica, nutriêntenbeheer, gewas- en onkruidecologie, graslandkunde en agrosysteemkunde.
Adres Vestiging Wageningen: Postbus 14, 6700 AA Wageningen tel. 0317 47 57 00 fax 0317 42 31 10 e-mail postkamer@ab.dlo.nl Vestiging Haren: Postbus 129, 9750 AC Haren tel. 050 533 77 77 fax 050 533 72 91 e-mail postkamer@ab.dlo.nl
Samenvatting 3 1. Inleiding 7 2. Probleemanalyse en werkhypothese 9
2.1. Kwantificering van de fosfaatbalans van de bodem 9
2.2. Voor het gewas beschikbaar fosfaat 10
2.3. Werkhypothese 11 2.3.1. Formulering van de werkhypothese 11
2.3.2. Uitwerking van de werkhypothese 13
3. Methoden van onderzoek 15 3.1. Dataverzameling en-bewerking 15
3.1.1. Dataverzameling 15 3.1.2. Databewerking 16 3.2. Forfaitaire gehalten 17
3.3. Textuur 18 3.4. Schatten van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies 18
4. Resultaten 21 4.1. Overzicht van verzamelde veldproeven 21
4.2. Forfaitaire gehalten 22
4.3. Textuur 23 4.4. Schatting van landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen voor bouwland 23
4.4.1. Pw-getal 24 4.4.2. P-AI-getal 31 4.5. Schatting van landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen voor grasland 35
4.5.1. Grasland op zeeklei, dekzand en rivierklei 36
4.5.2. Veen 37 4.5.3. Mestinjectie op dekzand 39
4.6. Verhoging van de fosfaattoestand t o t streefgetal 43 4.7. Simulatie van het verloop van de fosfaattoestand 45
5. Discussie 51 6. Conclusies 59 7. Literatuur 61 Bijlagen 63 Bijlage 1. Samenwerkende instellingen 65
Bijlage 2. Herkomst van de databestanden 67 Bijlage 3. Overzicht van de lokatie, bodemkaarteenheid en analyse 69
Dit rapport geeft de resultaten van observationeel statistisch onderzoek naar het voorkomen van 'onvermijdbare fosfaatverliezen' op basis van gegevens van veeljarige bemestingsproeven. Het onderzoek vormt de eerste fase van het FOMA-project 'Onvermijdbare afname van de beschik-baarheid van fosfaat in grond; een studie naar 'fosfaatverliezen' door fixatie en immobilisatie'. Het onderzoek in deze fase is volledig gebaseerd op meetgegevens. In de tweede fase zijn
'onvermijdbare landbouwkundige fosfaatverliezen' gekwantificeerd als functie van grondsoort, P-toestand van de grond en bodemgebruik door aanpassing van huidige mechanistische
modellen. De resultaten ervan zijn elders gerapporteerd (Van der Salm & Breeuwsma, 1995; Van der Zee & Campillo, 1995a; 1995b).
In het kader van de eerste fase van het FOMA-project is AB-nota 5 verschenen met een rappor-tage voor de Technische Projectgroep P-desk-studie (Ehlert et al., 1994). Deze rapporrappor-tage heeft ook tot doel gehad om het FOMA te informeren over de voortgang van het onderzoek. De nota geeft de werkhypothese en achtergronden en tevens een eerste raming van de orde van grootte van onvermijdbare fosfaatverliezen. De resultaten van de nota berusten op een eerste statis-tische verkenning op basis van beschikbare databestanden en hadden geen definitief karakter. Na de voortgangsrapportage is het databestand aanzienlijk uitgebreid en zijn meer gedetail-leerde statistische analyses uitgevoerd waarvan de eindresultaten in dit rapport worden gegeven.
Het doel van dit onderzoek is het kwantificeren van 'landbouwkundig onvermijdbare fosfaat-verliezen' als functie van grondsoort, fosfaattoestand van de grond en grondgebruik. Daarvoor is gebruik gemaakt van beschikbare metingen afkomstig van veeljarige bemestingsveldproeven met fosfaat. De fosfaatverliezen worden toegeschreven aan immobilisatie van fosfaat in organische stof, fixatie of uitspoeling. Er zijn echter geen metingen in het bemestingsonderzoek over deze processen beschikbaar. Een kwantificering van het effect van deze processen op de fosfaatbalans van de bodem is dus onmogelijk. Daarom is voor een andere benadering gekozen. Om de fosfaatverliezen te kwantificeren is aangenomen dat het effect van de drie genoemde processen tot uitdrukking komt in veranderingen in de hoeveelheid fosfaat die voor het gewas beschikbaar is. De verandering van de hoeveelheid voor het gewas beschikbaar fosfaat is vastgesteld door middel van grondonderzoek ten behoeve van bemestingsadvisering, nl. een extractie met water (Pw-getal) en een extractie met ammoniumlactaat-azijnzuur (P-AL-getal). Het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies is gedefinieerd als de extra hoeveelheid fosfaat die boven de gewasonttrekking gegeven moet worden om de fosfaattoestand van de grond te handhaven. Een kwantificering van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies is nu mogelijk door de hoeveelheid fosfaat te bepalen welke nodig is om de toestand te hand-haven.
De hoeveelheid voor het gewas beschikbaar fosfaat in de bodem verandert niet alleen door overschotten of tekorten op de fosfaatbalans maar ook door andere factoren. De opzet van het onderzoek was om het effect van deze factoren op veranderingen van het Pw-getal of P-AL-getal te bepalen. De zeven beoogde factoren waren:
2. bekalking; 3. het soort gewas; 4. de grondsoort;
v5. de initiële fosfaattoestand; 6. de dikte van de bouwvoor;
7. de contactduur van meststof met grond (incubatieduur).
Deze factoren zijn ais verklarende variabelen opgenomen in een multipel regressiemodel dat de verandering in Pw-getal of P-AL-getal (resp. ÀPw-getal en AP-AL-getal) per jaar beschrijft. Hierbij is ernaar gestreefd om kwalitatieve factoren om te zetten naar kwantitatieve eenheden.
Grondsoorten zijn beschreven door middel van algemeen grondonderzoek op textuur, orga-nische stof, vrij calciumcarbonaat en zuurgraad. Het aantal interacties tussen genoemde verklarende variabelen is tijdens de uitwerking van de werkhypothese sterk beperkt. Twee interacties waren in het model opgenomen. Literatuurgegevens wezen uit dat bij een gelijk fosfaatoverschot de verandering in de fosfaattoestand bij lage initiële fosfaattoestand geringer was dan bij een hoge. Om die reden is de interactie tussen de initiële fosfaattoestand en het fosfaatoverschot in het model opgenomen. Bij een tekort op de fosfaatbalans daalt volgens literatuurgegevens de fosfaattoestand bij hoge initiële fosfaattoestand sneller dan bij lage fosfaattoestanden. Daarom is als tweede interactie die tussen een tekort op de fosfaatbalans op de fosfaattoestand van de grond opgenomen in het model. Het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies is daarop bepaald door de conditie op te leggen dat de verandering van het Pw-getal of het P-AL-Pw-getal gelijk moet zijn aan nul.
De resultaten van het statistisch onderzoek zijn gebaseerd op meetgegevens van veeljarige veldproeven van bemestingsonderzoek met fosfaat. Deze veldproeven hadden oorspronkelijk een andere doelstelling, maar ze maakten het mogelijk om de orde van grootte van onvermijd-bare fosfaatverliezen te bepalen. Een groot aantal observationele eenheden is door de samen-werkende instellingen PAGV, PR, NMI en AB-DLO verzameld. Ook kon over gegevens van het voormalig Landbouwkundig Bureau van de Superfosfaatindustrie beschikt worden. Desondanks bleek slechts een beperkt deel van deze verzameling data geschikt te zijn voor het onderzoek. Om verantwoorde inter- en extrapolaties en gebalanceerde vergelijkingen te kunnen maken moesten deelverzamelingen geselecteerd worden die voldoende consistent waren voor verant-woorde statistische analyse. De orde van grootte van het landbouwkundig onvermijdbare fos-faatverlies is met deze deelverzamelingen bepaald.
Het statistisch onderzoek heeft schattingen opgeleverd voor landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen voor bouwland en grasland als functie van de initiële fosfaattoestand. Daarbij zijn Pw-getal en P-Al-getal onderscheiden. Grondsoorten zijn gekarakteriseerd op basis van textuur, organische-stofgehalte, vrije koolzure kalk en zuurgraad (pH). Deze karakterisering bleek in het algemeen geen variatie in veranderingen in Pw-getal of P-AL-getal te verklaren. Ook bekalking bleek verandering in de fosfaattoestand niet te kunnen verklaren. De kwalitatieve verklarende variabelen meststofvorm en gewas bleken te onregelmatig in de diverse deelver-zamelingen voor te komen, waardoor een schatting van hun effect op de verandering van de fosfaattoestand niet mogelijk is. Dit betekent dat hun eventuele effect verstrengeld is met andere factoren die de schattingen voor het onvermijdbare fosfaatverlies bepalen. Bij bouwland kwam variatie in de dikte van de teeltlaag voor, maar dit had geen wezenlijk effect op de
verandering in de fosfaattoestand. Toch is deze laagdikte opgenomen in het statistisch model om daardoor alle berekeningen van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies te kunnen bepalen voor een standaard laagdikte van 20 cm. Bij grasland was daarentegen de
teelt-rundermest waren tevens gegevens bekend van de fosfaattoestand van de laag 0-20 cm. De incubatieduur van meststoffosfaat met grond heeft invloed op het Pw-getal. Naarmate de incubatieduur toeneemt, wordt het Pw-getal lager en stijgt dus de grootte van het landbouw-kundig onvermijdbaar fosfaatverlies. Bij deelverzamelingen voor het P-AL-getal ontbreekt een effect van de incubatieduur. De orde van grootte van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies op bouwland wordt altijd bepaald door de hoogte van de initiële fosfaattoestand. Bij een lage fosfaattoestand bestaat doorgaans geen onvermijdbaar fosfaatverlies; pas bij de landbouwkundige waardering 'voldoende' treedt een zeker verlies op. Hoe hoger de initiële fosfaattoestand is, hoe hoger het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies.
De veldproeven op grasland op zeeklei, dekzand, rivierklei en veen gaven geen aanwijzingen voor een landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies bij breedwerpige oppervlakkige toediening van kunstmestfosfaat. Dat wil zeggen dat er geen extra fosfaat nodig is om de fosfaattoestand te handhaven. Bij emissiearme toediening van rundermest op 15-20 cm diepte treedt daarentegen wel een landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies op. Het verlies neemt toe naarmate de initiële fosfaattoestand stijgt. Het effect van de toedieningstechniek kon hier niet onderscheiden worden van het effect van rundermest. Daardoor is het niet duidelijk of het verlies veroorzaakt wordt door de techniek of door de meststofvorm.
De orde van grootte van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies gebaseerd op het Pw-getal of het P-AL-getal voor bouwland en voor grasland bij de landbouwkundige waardering voldoende t o t ruim voldoende staan in het hieronder gegeven overzicht. De getalswaarden voor bouwland en emissiearme toediening van rundermest op grasland gelden voor een teeltlaag van 20 cm; die voor breedwerpioo toediening van kunstmestfosfaat op grasland voor een teeltlaag van 5 cm.
De rekenregels voor bouwland zijn ook gebruikt om de normen voor reparatiebemesting, d.w.z. voor het verkrijgen van het gewenste - of initiële - fosfaatniveau, op bouwland te verifiëren. De hoeveelheid P die nodig is om de na te streven fosfaattoestand te verkrijgen, is vergelijkbaar met de hoeveelheid die in het huidige bemestingsadvies wordt genoemd (tabel 14).
Met behulp van het stochastische model,verkregen uit de multipele regressieanalyses is het verloop van de fosfaattoestand in de tijd berekend. Dit is gedaan voor diverse overschotten en tekorten op de fosfaatbalans en twee initiële fosfaattoestanden. De fosfaattoestand stijgt als het fosfaatoverschot hoger is dan het landbouwkundig onvermijdbaar verlies; de toestand daalt indien het overschot lager is. Naarmate het overschot beter overeenkomt met het landbouw-kundig onvermijdbaar fosfaatverlies wordt sneller een evenwicht bereikt tussen overschot en fosfaattoestand van de grond. Een overschot op de fosfaatbalans betekent dus niet zonder meer dat de fosfaattoestand stijgt; een daling is ook mogelijk. Bij een specifieke fosfaattoestand hoort een bepaald overschot dat nodig is om die toestand te handhaven. Van evenwicht zal pas sprake zijn als de fosfaatbalans gelijk is geworden aan het landbouwkundig onvermijdbaar
fosfaatverlies dat bij die specifieke fosfaattoestand hoort. Het duurt enkele t o t vele tientallen jaren voordat er sprake is van zo'n evenwichtssituatie (tabel 15). De simulatieberekeningen geven aan dat op een grond met een zeer hoge fosfaattoestand bij overschotten van 0-100 kg Pj05perha per jaar geen evenwicht bereikt wordt binnen een periode van 100 jaar.
basis van Pw-getal en/of P-Al-getal
Cultuur Parameter
Fosfaat-toestand
Landbouwkundig onvermijdbaar verlies Schatting Betrouwbaarheidsinterval [kg Pj05 per ha per jaar]
Bouwland Grasland - kunstmest - injectie Pw-getal1 P-AL-getal2 P-AL-getal P-AL-getal 20 30 40 30 40 50 30 40 50 30 40 50 14' 4 1 ' 643
T
304 764 O5o
5 0S 206 366 636 -54 - 3 26 -33 -31 -29 -64 -94 -192 -22 2 5 - 81 - 86 -102 - 47 - 64 -180 - 2 - 22 - 99 - 61 - 70 -122 Pw-getal in mg P205 per liter luchtdroge grond.P-AI-getal in mg P2Os per 100 g luchtdroge grond.
Geldt voor een incubatieduur van 210 dagen en laagdikte van 20 cm (zie tabel 5, dit rapport). Laagdikte 20 cm, zie tabel 8, dit rapport.
De resultaten van statistische analyse gaven negatieve waarden voor het landbouwkundig onvermijdbare verlies aan bij een positieve fosfaatbalans en bij oppervlakkige breedwerpige toediening van kunstmestfosfaat op grasland; de laagdikte was 5 cm.
Dat betekent dat er geen verlies kon worden vastgesteld en dus dat er geen extra fosfaat nodig was om de fosfaattoestand van de zodelaag 0-5 cm te handhaven. Daarop is het landbouwkundig onvermijdbaar verlies hier op nul gesteld (zie § 4.5.1).
Geldt voor emissiearme toediening van rundermest op 15-20 cm diepte en een laagdikte van 20 cm (zie tabel 14 van dit rapport).
De groei en intensivering van de Nederlandse veehouderij hebben tot een onaanvaardbare belasting van de bodem en van grond- en oppervlaktewater met nutriënten geleid (Breeuwsma & Berghs, 1993). Om deze belasting tot aanvaardbare proporties terug te brengen, stelt de Nederlandse wetgeving regels ten aanzien van de hoeveelheden dierlijke mest die mogen worden gebruikt. Deze gebruiksnormen, die betrekking hebben op de nutriënten stikstof (N) en fosfor (P), worden in het kader van de derde fase van het mest- en ammoniakbeleid gefaseerd aangescherpt. Een centrale plaats nemen daarbij de beleidsinstrumenten 'evenwichtbemesting' en 'mineralenboekhouding' in. De overheid heeft zich voorgenomen om voor fosfor zoge-noemde eindnormen in te voeren. Met deze fosfaateindnormen wordt een bemestingsniveau aangegeven waarbij de gift gelijk is aan de afvoer met oogstprodukten plus 'acceptabele
verliezen'. Het begrip 'acceptabele verliezen' is geïntroduceerd om de onvermijdbare daling van het voor het gewas beschikbare fosfaat ( P p j ' in de bodem aan te geven, die op kan treden
indien louter de met de (oogst)produkten afgevoerde hoeveelheid fosfaat wordt gecompen-seerd. De definiëring en in het bijzonder de kwantificering van de 'acceptabele verliezen' kunnen alleen worden aangegeven wanneer de fosfaatbalans van de bodem goed gekwan-tificeerd is.
Dit rapport gaat over het kwantificeren van 'landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen' als functie van grondsoort, fosfaattoestand van de grond en grondgebruik. Het onderzoek vormt een onderdeel van het project 'Onvermijdbare afname van de beschikbaarheid van fosfaat in grond; een studie naar 'fosfaatverliezen' door fixatie en immobilisatie (Oenema, 1993). Het project omvat statistisch onderzoek en modelmatige studies naar de processen immobilisatie en fixatie. De modelstudies zijn gerapporteerd door Van der Salm & Breeuwsma (1995) en Van der Zee & Campello (1995a en 1995b). Dit rapport geeft de resultaten van observationeel statistisch onderzoek naar de kwantificering van 'landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen'. Het resultaat is tot stand gekomen door intensieve samenwerking tussen medewerkers van de DLO-Groep Landbouwwiskunde (GLW-DLO), Proefstation voor de Akkerbouw en de Groente-teelt in de Vollegrond (PAGV), Proefstation Rundvee-, Schapen- en Paardenhouderij (PR), het Nutriënten Management Instituut (NMI), de voormalige Stichting Voorlichtingsdienst voor Superfosfaat en het DLO-Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek (AB-DLO). De samenstelling van de werkgroep wordt in bijlage 1 van dit rapport vermeld. In hoofdstuk 2 wordt de probleemanalyse van 'onvermijdbare fosfaatverliezen' gegeven en de werkhypothese geformuleerd. In hoofdstuk 3 worden de methoden van onderzoek beschreven. Vervolgens worden in hoofdstuk 4 de overzichten van verzamelde data en resultaten van
onderzoek gegeven. Een discussie over verkregen resultaten vindt plaats in hoofdstuk 5 en tenslotte staan de conclusies in hoofdstuk 6.
1 De landbouwkundig gebruikelijke benaming voor fosfaat (P205 of fosforpentoxide) wordt in dit rapport gehanteerd; de omrekeningsfactor van fosfaat naar fosfor is 0,437*P2O5 = P.
2.1.
Kwantificering van de fosfaatbalans van de
bodem
De fosfaatbalans (P-balans) van de bodem kan op twee verschillende manieren worden ge-kwantificeerd:
1. op basis van de totale hoeveelheid fosfaat;
2. op basis van de voor het gewas beschikbare hoeveelheid fosfaat.
In de gangbare landbouwpraktijk heeft de bepaling van de totale hoeveelheid fosfaat in de grond weinig betekenis omdat er doorgaans geen relatie is met de totale hoeveelheid P die een gewas opneemt. Daarom dient de kwantificering van de P-balans op het produktievermogen van de bodem te worden gericht en dus op de voor het gewas beschikbare hoeveelheid fosfaat. In tabel 1 wordt een kwantitatieve balans gegeven van de hoeveelheid bodemfosfaat die voor het gewas beschikbaar is.
Tabel 1. Balans van de voor het gewas beschikbare hoeveelheid fosfaat in de grond (in kg P2Os per gewichtseenheid teeltlaag c.q. per volume-eenheid teeltlaag)
Aanvoer Afvoer
Atmosferische depositie (nat en droog) Meststoffen
Plant-, poot- of zaaigoed Mineralisatie van organische stof Nalevering uit de bodem door
desorptie, dissolutie en verwering
Capillaire opstijging, inspoeling Afzetting (wind en/of water)
Plantaardige Produkten Dierlijke produkten
Immobilisatie in organische stof Vastlegging aan de bodem door
reversibele vastlegging, irreversibele vastlegging (fixatie) en precipitatie Uitspoeling, afspoeling Erosie
De aan- en afvoerposten verschillen in orde van grootte. Een kwantificering van alle balansposten van tabel 1 is nog niet exact te geven, evenmin als de resultanten van de verschillende bodemprocessen.
Een aantal aan- en afvoerposten is echter gering in omvang. Zo is de atmosferische depositie in Nederland doorgaans niet meer dan circa 0,2 - 0,3 kg fosfaat per ha per jaar (Centraal Bureau voor de Statistiek, 1989). Dit is een verwaarloosbare post gelet op de bijdrage uit meststoffen, mineralisatie en nalevering in de bodem.
De aanvoer van fosfaat met afzettingen door wind of water zijn voor de meeste landbouw-gronden eveneens geen relevante balansposten. Uitzonderingen op lokaal niveau komen voor, maar zijn in algemene landbouwkundige zin van ondergeschikt belang.
Ook de aanvoer van fosfaat met plant-, poot- en zaaigoed is doorgaans gering in omvang. De aanvoer met de belangrijkste landbouwgewassen schommelt bij de hakvruchten rond enkele kg fosfaat per ha, terwijl bij de zaadgewassen de aanvoer veelal minder dan 2 kg fosfaat per ha bedraagt.
Indien de aan- en afvoerposten met een geringe omvang worden verwaarloosd, wordt de fosfaatbalans van de bodem vereenvoudigd tot de aanvoerpost meststoffen (bemesting) en de afvoerposten onttrekking, vastlegging, netto-immobilisatie en netto uit- en afspoeling. Bruto-mineralisatie is niet te scheiden van bruto-immobilisatie. Het netto effect is meetbaar en wordt hier uitgedrukt als een netto-immobilisatie.
Een verandering van de fosfaatbalans van de bodem wordt dan bepaald door:
AP = Bemesting - (Onttrekking + Vastlegging + Netto-immobilisatie + Uitspoeling) (1) Alles wordt uitgedrukt in kg P205 per ton bouwvoor c.q. per mJ (AP).
Een deel van de posten op de balans is direct manipuleerbaar, een ander deel slechts ten dele -indirect.
Door de afzonderlijke posten te meten kan een verandering in de hoeveelheid fosfaat worden bepaald. Indien posten vastlegging, netto-immobilisatie en uitspoeling niet optreden, kan de hoeveelheid beschikbaar fosfaat worden gehandhaafd door de afvoer met (oogst)produkten te compenseren door een even grote P-bemesting. Treden vastlegging, netto-immobilisatie en/of uitspoeling op, dan zal een bemestingsgift welke gelijk is aan de onttrekking onvoldoende zijn om de voor het gewas beschikbare hoeveelheid fosfaat te handhaven. Er treedt dan onvermij-delijk een daling op van deze voor het gewas beschikbare hoeveelheid P. Er is dan een verlies aan fosfaat. Als dat verlies optreedt bij een zorgvuldig nutriëntenbeheer gecombineerd met een bedrijfseconomische rentabiliteit wordt een dergelijk verlies aangeduid met 'landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies' (Oenema & Van Dijk, 1995).
Het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies is daarmee gedefinieerd als: De hoeveelheid P die extra nodig is boven de afvoer met oogstprodukten om de
(bestaande) fosfaattoestand te handhaven.
2.2. Voor het gewas beschikbaar fosfaat
Alvorens in te gaan op de belangrijkste posten van de P-balans wordt aandacht gegeven aan de voor het gewas beschikbare hoeveelheid fosfaat.
Met beschikbaar fosfaat wordt die fractie van de totale hoeveelheid fosfaat in de grond bedoeld welke door het gewas kan worden benut. Deze fractie wordt in Nederland door middel van
chemisch grondonderzoek vastgesteld. Op akkerbouwland wordt gebruik gemaakt van een 1:60 v/v extractie van grond met water en wordt de beschikbare fractie uitgedrukt in het Pw-getal (Sissingh, 1971). Voor grasland bestaat de methode uit een 1:20 w/w extractie met een buffer-oplossing met een pH van 3,75, samengesteld uit 0,10 N ammoniumlactaat en 0,40 N azijnzuur. Voor gras wordt de beschikbare fractie uitgedrukt in het P-AI-getal (Egnér et al., 1960). In het
fosfaatbemestingsadvies voor de intensieve vollegrondsgroenteteelten worden beide methoden gebruikt. De methoden van grondonderzoek zijn geselecteerd na - zeer - intensief empirisch landbouwkundig onderzoek; op bouwland naar de P-opname van aardappel; op grasland naar o.a. de drogestofopbrengst van de eerste snede gras.
Het Pw-getal en het P-AI-getal zijn aan verandering onderhevig. Deze verandering wordt niet uitsluitend bepaald door het verschil tussen de fosfaatgift en de afvoer van fosfaat met
(oogst)produkten maar ook door teelthandelingen, grondsoort, tijdstip en wijze van toediening en klimaat. Factoren die invloed kunnen uitoefenen op het Pw-getal en/of het P-AI-getal zijn onder meer:
- fosfaatgift;
- chemische en fysische vorm van de fosfaatmeststof; - bekalking en overige bemesting;
- afvoer van fosfaat met oogstprodukten;
- gewas (fysiologische en biochemische processen);
- grondsoort (bufferend vermogen, adsorptie/desorptie, vastlegging); - initiële fosfaattoestand (Pw-getal, en/of P-AI-getal,);
- dikte bouwvoor (varieert bij bouwland);
- contactduur (incubatieduur) van meststof-P met grond.
In een eerder gegeven rapportage is ingegaan op het effect van deze factoren op het verloop van de P-toestand (Ehlert et al., 1994). Kortheidshalve wordt voor meer informatie naar deze rapportage verwezen.
2.3. Werkhypothese
2.3.1. Formulering van de werkhypothese
Vergelijking (1) geeft een relatie weer tussen de verandering van de hoeveelheid voor het gewas beschikbaar fosfaat in de bodem en een aantal balansposten van de massabalans. De vergelijking geeft aan dat de hoeveelheid voor het gewas beschikbaar fosfaat direct uit de aangegeven posten valt af te leiden indien deze gemeten worden. Nu ontbreken meetgegevens over
vastlegging, netto-immobilisatie en/of uitspoeling bij veldproeven voor bemestingsonderzoek. Een directe toetsing gebaseerd op een procesmatige beschrijving van de P-balans, gevalideerd met metingen voor de bepaling van - onvermijdbare - verliezen, is dus niet mogelijk. Wel kunnen schattingen worden uitgevoerd naar de hoeveelheid P die nodig is om een gegeven P-toestand van de grond op een bepaald niveau te handhaven. Er zijn nl. langdurig metingen verricht op veldproeven met een opgelegd bemestingsregime. In deze proeven is naast aanvoer met bemesting en afvoer met de oogst ook de verandering in de fosfaattoestand gemeten. Daardoor is er een schat aan gegevens over effecten van diverse bemestingsgiften op de fosfaattoestand beschikbaar.
De kwantificering van alle factoren die invloed uitoefenen op het Pw-getal en P-AI-getal vergt kennis van hun bijdrage aan de massabalans van P. Voor een aantal factoren is die kennis aan-wezig. De fosfaatgift samen met de chemische vorm van de P-meststof en de fosfaatafvoer met oogstprodukten kunnen worden gekwantificeerd. Daarbij moet rekening worden gehouden met de laagdikte en het volumegewicht van de teeltlaag. Een massabalans voor effect van bekalking, initiële P-toestand, grondsoort en contactduur/incubatieduur van meststoffosfaat met grond is niet zonder meer mogelijk. Hier ontbreken essentiële - bodemchemische - gegevens waardoor een validatie met een geïntegreerd mechanistisch concept niet kan worden uitgevoerd. Bovendien kunnen vaak geen variaties in deze factoren (in de statistiek invloedsvariabelen genoemd) worden aangebracht: zij zijn niet van buiten af instelbaar (bv. bufferend vermogen van de grond, organische-stofgehalte, gehalte aan vrije koolzure kalk etc).
Een indirecte bepaling van het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies (OVP) is daaren-tegen mogelijk door de beschikbare proefveldresultaten op te vatten als een steekproef. Wij spreken dan van observationeel onderzoek. De verandering van de fosfaattoestand, gemeten als Pw-getal of P-AI-getal, kan worden voorspeld uit een aantal factoren dat eenvoudig instelbaar is en een aantal invloedsvariabelen dat niet instelbaar is maar wel eenvoudig te meten.
Deze benaderingswijze geeft dus geen uitsluitsel over causale verbanden. Maar het kan voor-spellingen geven van de orde van grootte van onvermijdbare P-verliezen. Het probleem van lastig meetbare variabelen en ontbrekende meetgegevens wordt ermee opgevangen. Belangrijk is dan om storende effecten die samenhangen met wel meetbare variabelen uit te sluiten. Dit kan door deze storende effecten op te nemen in het statistisch model (Oude Voshaar, 1994). Het statistisch model ziet er dan als volgt uit (zie ook Ehlert et al., 1994).
AP = C + a*P. +'ß*P-gift + y*P-afvoer + 8*Grondsoort + e*Laagdikte + Ç*Bekalking + r)*lncubatieduur + G*Gewas + i*P-vorm + Xn*(lnteracties) + %
waarin
AP = de verandering van het Pw-getal of het P-AI-getal tussen twee tijdstippen van bemonstering;
Pi = de fosfaattoestand voor toediening van de P-meststof; P-gift = de aanvoer van P met meststoffen;
P-afvoer = de afvoer van P met oogstprodukten;
Grondsoort = de grondsoort (zeeklei, dekzand, alluviaal zand, rivierklei, dalgrond, loess, veen);
Laagdikte = bemonsterde laagdikte van de teeltlaag in cm (bouwvoor op bouwland, zodelaag op grasland);
Bekalking = de gift aan zuurbindende bestanddelen (neutraliserende waarde) met kalkmeststoffen;
lncubatieduur= de verstreken tijd tussen het tijdstip van toediening van de P-meststof en de eerst daarop volgende bemonstering van de teeltlaag in dagen;
Gewas = plantensoort; P-vorm = type meststof;
Interacties = interacties tussen hierboven genoemde variabelen. C, a, ß, y, 8, e, Ç, r\, 8, t en Xn zijn de te schatten parameters en % is de storingsterm.
Het Pw-getal is uitgedrukt in mg P205 per liter luchtdroge grond; het P-AI-getal in mg P205 per 100 g luchtdroge grond. De verandering is per jaar berekend. De P-gift en de P-afvoer zijn uitgedrukt in kg P205 per ha per jaar.
De gift aan zuurbindende bestanddelen is uitgedrukt in kg ZBW per ha.
Uit de definitie volgt dat het landbouwkundig onvermijdbaar verlies met vergelijking (2) voor iedere specifieke combinatie van variabelen kan worden geschat door AP op nul te stellen.
De centrale vraag in het kader van deze statistische analyse is:
Treedt er een onvermijdbaar verlies aan P op en zo ja, hoe oefenen grondsoort, P-toestand van de grond en grondgebruik hierop dan invloed uit?
2.3.2. Uitwerking van de werkhypothese
In vergelijking (2) staan variabelen die goed te kwantificeren zijn plus kwalitatieve variabelen die louter een - niette ordenen - niveau aangeven (nominale variabelen).
Kwantitatieve variabelen
De initiële P-toestand, P-gift, P-afvoer, laagdikte, gift aan kalkmeststof (bekalking) en incubatie-duur zijn variabelen die te kwantificeren zijn.
Omdat de vraagstelling is gericht op de verandering van de P-toestand van de grond bij een ver-andering in de aan- en afvoer van P is het zinvol om het effect van P-gift en P-afvoer samen te voegen en alleen hun gecombineerd effect in de vorm van de P-balans in de analyse te betrek-ken. De P-balans is dus het verschil tussen de P-gift en de P-afvoer in kg P205 per ha per jaar. Kwalitatieve variabelen
Grondsoort, gewas en meststofvorm zijn kwalitatieve variabelen en daardoor niet te kwantifi-ceren. Grondsoort kan bij benadering worden gekwantificeerd door de naamsaanduidingen zoals zeeklei, dekzand of loess te vervangen door een fysisch-chemische karakterisering. Deze discrete variabele kan daardoor worden vervangen door een kwantificeerbare variabele. Tot de karakterisering behoren die parameters welke bepaald worden bij algemeen bemestingsonder-zoek. Het betreft onder meer de textuur (de gehalten aan lutum, afslibbare delen, silt en zand-fracties), de gehalten aan organische stof, vrije koolzure kalk en de pH.
Interacties
Interacties tussen twee of meerdere variabelen kunnen optreden. In theorie kunnen in verge-lijking (2) tussen twee verklarende variabelen 36 interacties worden geformuleerd; tussen drie variabelen is dat aantal 84. Het is niet zinvol om een dergelijk groot aantal interacties te
onderzoeken. In het algemeen zijn namelijk bij observationeel onderzoek de parameters van interacties niet goed te schatten omdat tussen de variabelen onvoldoende onderlinge variatie voorkomt. Zinvol is het om alleen die interacties bij het onderzoek te betrekken, die belangrijk zijn voor voor de hypothesevorming bij het optreden van onvermijdbare fosfaatverliezen. Een belangrijke interactie is die tussen de initiële P-toestand en de P-balans. Prummel (1974) leidde nl. uit zijn bewerking van veeljarige fosfaathoeveelheden veldproeven af dat op P-rijkere gronden een sterkere toename in het Pw-getal optrad dan bij P-armere gronden. Bij het ach-terwege laten van P-bemesting trad op P-rijke gronden echter een scherpere daling van het Pw-getal op dan op P-arme gronden. Het effect van de P-balans op AP is volgens dit onderzoek af-hankelijk van de initiële P-toestand. Tevens is er een apart effect van de netto aanvoer van P en de netto afvoer van P. Het is daarom zinvol om onderscheid aan te brengen tussen positieve en negatieve P-balansen.
Een andere belangrijke interactie is die tussen bekalking en het Pw-getal. Prummel (1974) publiceerde resultaten van onderzoek naar effecten van bekalking op het Pw-getal. Hierbij werd een onderscheid tussen zure diluviale zandgrond en kalkrijke zeeklei aangetoond qua effect van bekalking of pH-KCI op de fosfaattoestand gemeten als getal. Bekalking verlaagde het Pw-getal in belangrijke mate op zand- en dalgrond (Prummel, 1974). Op kleigronden verhoogde daarentegen een bekalking het Pw-getal.
3. Methoden van onderzoek
3.1. Dataverzameling en-bewerking
3.1.1. Dataverzameling
De statistische analyses zijn uitgevoerd met behulp van gegevens van veldproeven. Van een groot aantal veldproeven zijn data verzameld en tot één bestand samengevoegd. Deze veld-proeven waren oorspronkelijk met een ander doel aangelegd. Deze onderzoeksdoeleinden zijn elders gegeven (Alblas, 1980; Korevaar, 1986; Den Boer et al., 1994a, 1994b; Van der Paauw, 1955; Postma, 1995; Prummel, 1958, 1974; Schroder et al., 1985a, 1985b, 1985c; Stichting Voorlichtingsdienst voor Superfosfaat 1958).
De meetgegevens van de veldproeven maken het mogelijk om schattingen uit te voeren van het landbouwkundig P-verlies en de (optredende) spreiding daarin. Per veldproef per proefjaar zijn voor dit doel naast algemene gegevens proefveldcode, locatie, grondsoort, grondwaterstand -de volgen-de gegevens verzameld en ingevoerd.
- Behandeling; - Gewas;
- Pw-getal en/of P-AI-getal aanvang;
- Tijdstip van bemonstering teeltlaag bij aanvang; - Pw-getal en/of P-AI-getal na de oogst;
- P-gift als kunstmest; - P-gift als dierlijke mest; - Meststofvorm; - Tijdstip van bemesting;
- Tijdstip van zaaien, poten of planten; - Tijdstip van de oogst;
- P-afvoer met oogstprodukten of bij ontbrekend gegeven de opbrengst aan oogstprodukt (vers);
- Kalkgift;
- Vorm van de kalkmeststof; - Tijdstip van bekalking; - Dikte van de teeltlaag;
- Algemeen grondonderzoek van de veldproef:
textuur (lutum, afslibbare delen, silt, zandfracties), gehalten aan organische stof en vrije koolzure kalk, en pH-KCI en/of pH-H20.
Deze informatie is afhankelijk van de beschikbare gegevens per veldproef per veldje of per object verzameld. Zo'n verzameling gegevens per veldje op per object wordt aangeduid als observationele eenheid.
3.1.2. Databewerking
De incubatieduur van de meststof is berekend door het verschil te nemen tussen het tijdstip van bemesting en het tijdstip van bemonstering van de teeltlaag na de oogst. Indien er niet bemest is, kan er ook niet van incubatieduur worden gesproken. Hier is rekening mee gehouden door alleen bij bemesting de incubatieduur in het model o p t e nemen.
De noodzakelijke gegevens - zie § 3.1.1 - bleken niet bij alle veldproeven bekend te zijn waar-door een schatting noodzakelijk werd om niet teveel van de verzamelde data te moeten opofferen. Daarnaast was het noodzakelijk om van enige kwalitatieve verklarende variabelen -meststofvorm en gewas - de omvang te beperken. Vergelijking van alle -meststofvormen of ge-wassen vergt nl. meer vrijheidsgraden dan voor een adequate toetsing beschikbaar waren. Een databewerking werd daardoor noodzakelijk voor de volgende omstandigheden.
Ontbrekende gegevens
* Wanneer gegevens over het tijdstip van zaaien, poten, planten, bemonstering van de teelt-laag of het tijdstip van de oogst ontbraken is aangenomen dat de activiteit op de 15' dag van de aangegeven maand werd uitgevoerd.
Vereenvoudigingen
* Op veldproeven waar per seizoen twee of meer bemestingen met fosfaat en/of oogsten hadden plaatsgevonden, is de incubatieduur geschat door aan te nemen dat alle meststof op het eerste tijdstip van bemesting is toegediend. Als oogsttijdstip is de dag genomen waarop de laatste oogst van dat seizoen plaatsvond. Deze vereenvoudiging werd met name bij veldproeven met permanent grasland uitgevoerd te weten: BZ25, PR891, ZV30, PR3537 en PR3540.
* Indien drijfmest op verschillende tijdstippen in het seizoen werd toegediend, is één
-gewogen - bemestingstijdstip berekend. Daartoe zijn de tijdstippen gemiddeld onder weging van de P-gift. Deze vereenvoudiging is gehanteerd bij de veldproeven AGM621, BEM712, BEM747, IB2205, KL704, PAGV31, PAGV32, PAGV33 (twee bestanden), RH1100, RH1200, WR600enWS451.
* De textuur van de grond bleek als gevolg van de verschillen in perioden van aanleg en uit-voering van de veldproeven ongelijke klassen te omvatten. Bovendien ontbraken relevante klassen. Alle granulaire deeltjes groter dan 16 urn zijn zand genoemd. De siltfractie - 1 6 tot 50 urn - bleek te schaars gemeten te zijn om hiermee rekening te kunnen houden.
* In het bestand waren 59 verschillende soorten fosfaatmeststoffen vertegenwoordigd. Het aantal waarnemingen aan AP was te laag om een betrouwbare schatting per soort meststof te verkrijgen. Een vereenvoudiging door hergroeperen werd daarop aangebracht. Onderschei-den zijn:
- in water oplosbare fosfaten (superfosfaten, tripelsuperfosfaten en mengsels van stikstof, fosfaat en kali);
- dicalciumfosfaten;
- thomasslakkenmeel en meststoffen op basis van thomasslakkenmeel; - natuurfosfaten (ruwe fosfaten);
- dierlijke meststoffen (runderdrijfmest, stalmest);
- mengsels van dierlijke meststoffen en kunstmeststoffen (in water oplosbare fosfaten). * Het aantal gewassoorten bedroeg 46. Ook dit aantal was te hoog om per gewassoort een
betrouwbare berekening te kunnen uitvoeren. Een vereenvoudiging door hergroepering moest worden aangebracht. Aanvankelijk zijn daarbij drie alternatieven geformuleerd, nl. een indeling volgens de huidige bemestingsadviezen, een indeling gebaseerd op specifieke wortellengte (cm wortel per cm3 grond) en een indeling op basis van drie gewasgroepen (hakvruchten, granen en overigen). Vervolgens is onderzocht of voldoende informatie in de opnieuw gegroepeerde data aanwezig was en of de omvang per gewasgroep over het bereik voldoende was. Dat bleek niet het geval te zijn voor de gewasgroepindeling volgens de bemestingsadviezen of op basis van specifieke wortellengte. Sommige groepen waren qua omvang belangrijk groter dan andere groepen. De indeling volgens hakvruchten, granen en overige gewassen was redelijk verdeeld en werd om die reden gehanteerd.
Daarnaast zijn data uit het databestand verwijderd om ongecontroleerde variatiebronnen uit te sluiten:
* Gegevens van veldproeven waarbij de fosfaatbemesting vlak voor de eerste bemonstering van de teeltlaag had plaatsgevonden zijn uit het databestand verwijderd om ongewenste (en oncontroleerbare) verstrengeling tussen P-gift en AP uit te sluiten.
* Bij reparatiebemesting met P zal de nawerking van residuair P eveneens bijdragen aan AP. Ook deze ongewenste en ongecontroleerde verstrengeling tussen P-gift en AP is uitgesloten door observationele eenheden die betrekking hadden op een nawerking van een P-gift hoger dan 500 kg P2Os kg per ha niet in de analyse te betrekken.
* Het verschil tussen het tweede en het eerste bemonsteringstijdstip van de teeltlaag bleek zeer variabel; een aanzienlijke spreiding kwam voor (122-519 dagen). Aangezien niet veronder-steld kan worden dat APw-getal of AP-AI-getal lineair veranderen in de tijd, is het onmogelijk de data op exact één jaar te standaardiseren. De spreiding werd daarop gereduceerd door alleen veranderingen in de fosfaattoestand in het onderzoek op te nemen mits niet teveel van een bemonsteringstijdvak van 365 dagen werd afgeweken. Een bereik van 315-415 dagen werd geaccepteerd ( 365 ± 50 dagen). Deze keuze berust op de ten dele pragmatische -overweging om niet teveel data op te offeren ten gunste van een zo nauwkeurig mogelijke standaardisatie van de dimensie van APw-getal of AP-AI-getal.
3.2. Forfaitaire gehalten
Tijdens de verzameling van de data bleek het aantal gemeten gegevens over de fosfaatafvoer belangrijk lagerte zijn dan het aantal opbrengstgegevens. Onderzocht is of gebruik kon
worden gemaakt van berekende P-afvoeren. De berekening berust op de gemeten opbrengst aan vers produkt vermenigvuldigd met het forfaitair P-gehalte (Anonymus, 1993). Om te onderzoeken of er systematische verschillen aanwezig zijn tussen gemeten en berekende P-afvoeren, zijn drie toetsen uitgevoerd. Allereerst is een Student t-toets uitgevoerd om te onderzoeken of het verschil tussen de gemeten en de forfaitaire P-gehalten afwijkt van nul (a = 0.05). Vervolgens zijn per gewas de verschillen tussen de gemeten en de op basis van forfaitaire gehalten berekende P-afvoer met oogstprodukten op soortgelijke wijze getoetst en tenslotte is deze vergelijking per proefveld uitgevoerd.
3.3. Textuur
Eveneens bleken gegevens van de textuur bij een deel van de veldproeven te ontbreken. Het gegeven ontbrak vooral bij zandgronden waardoor kwantitatieve vergelijking van grondsoorten - met name zandgronden t.o.v. kleigronden - niet mogelijk was. Om toch enige informatie over de invloed van de textuur op het AP te verkrijgen zijn eerst op basis van de plattegronden van de veldproeven en topografische kaarten (1:25.000) de proefvelden gelokaliseerd. Vervolgens zijn de bijbehorende bodemkaarteenheden van de Nederlandse bodemkaarten met schaal 1:50.000 afgelezen. De gehalten aan afslibbare delen zijn verkregen uit de bij de kaarteenheden beho-rende fysisch chemische analyses (Bakker & Schelling, 1966). Vervolgens is getoetst of de van de kaarteenheid afgeleide gehalten aan afslibbare delen afweken van de gemeten gehalten d.m.v. lineaire regressie mett-toetsen voor de paramete.schattingen. De werkhypothese daarbij was of het intercept en de hellingshoek afweken van resp. 0 of 1 (a = 0,05, tweezijdig).
3.4. Schatten van het landbouwkundig onvermijdbaar
fosfaatverlies
De verzameling veeljarige veldproeven is opgevat als een steekproef, waardooriy^r wij hier spreken van observationeel statistisch onderzoek. Elke aangeleverde dataset -Tietzij per veldje, hetzij per object - is opgevat als een onafhankelijke observationele eenheid. Elke eenheid bevat in beginsel de in § 3.1 gegeven lijst van gegevens. De grondsoort van iedere veldproef is geka-rakteriseerd met gegevens van algemeen grondonderzoek. Binnen een veldproef bepalen met name de P-toestand en P-balans de schatting van het onvermijdbaar verlies, omdat hierover de meeste informatie beschikbaar is; overige variabelen bepalen een niveauverschil in APw-getal of AP-AI-getal.
De formulering van het statistisch model om een schatting te verkrijgen van het landbouwkun-dig onvermijdbaar verlies is gewijzigd t.o.v. een eerder gegeven model (Ehlert et al., 1994) De wijziging berust op de splitsing van de fosfaatbalans in een verklarende variabele voor nega-tieve waarden en een voor posinega-tieve waarden (zie § 2.3.2). Het gedrag van de fosfaattoestand bij een verrijking van de teeltlaag is nl. niet gelijk aan die bij een verschraling. Een fosfaattoestand wordt minder snel verrijkt dan verschraald. Bovendien is initiële fosfaattoestand hierop van invloed. Daarnaast is de kwalitatieve verklarende variabele grondsoort vervangen door
kwan-titatieve variabelen gebaseerd op de meting van de gehalten aan afslibbare delen (< 16 urn), zand, organische stof, vrije koolzure kalk en van de pH-KCI. De totale verzameling gegevens is opgedeeld in drie deelverzamelingen welke de huidige vormen van landbouwkundig gebruik omvatten te weten: 'Pw-getal en akkerbouwland', 'P-Al-getal en akkerbouwland' en 'P-AI-getal en grasland'.
Per deelverzameling zijn analyses uitgevoerd en heeft een selectie van de verklarende variabelen plaatsgevonden, waarbij dus op voorhand al een aantal variabelen afviel. De criteria voor selectie zijn de volgende geweest.
Om een schatting van landbouwkundig onvermijdbare fosfaatverliezen (OPV) te kunnen uit-voeren dienen ten minste AP, de initiële fosfaattoestand en de P-balans bekend te zijn. In de analyse is nl. opgelegd dat de P-balans (zowel positief als negatief), de initiële P-toestand en hun onderlinge interacties in het model moeten voorkomen. Dit is het zogenoemde basismodel. De variabele laagdikte is altijd in het model opgenomen bij de deelverzamelingen 'Pw-getal voor akkerbouwland' en 'P-AI-getal voor akkerbouwland'. Dit is gedaan ter standaardisatie, zodat uitspraken m.b.t. OPV voor deze deelverzamelingen altijd zijn gebaseerd op een laagdikte van 20 cm. Uit oogmerk van eenvoud is de parameter laagdikte zo in het model opgenomen dat de constante C uit vergelijking (2) hoort bij laagdikte van 20 cm. Voor de deelverzameling 'P-Al-getal voor grasland', - dit is exclusief kunstweide - zijn uitspraken gebaseerd op laagdikte van 5 cm. Andere laagdikten kwamen niet voor, zodat laagdikte als variabele ook niet in het model kon worden opgenomen. PR3537 en PR3540 vormen hierop een uitzondering maar worden om andere redenen afzonderlijk behandeld.
De verklarende variabelen van algemeen grondonderzoek vertonen doorgaans nauwelijks spreiding binnen een proefveld. Bij de toepassing van regressie-analyse wordt als vuistregel gehanteerd dat per verklarende variabele tenminste 10 waarnemingen beschikbaar moeten zijn. Daarom is gesteld dat een variabele van algemeen grondonderzoek op tenminste 10 veldproe-ven bekend moet zijn met een redelijk bereik. Met een redelijk bereik wordt bedoeld dat de desbetreffende waarnemingen behoorlijk verdeeld over het maximaal mogelijke bereik voor-komen. Bij een te gering aantal veldproeven bestaat het reële gevaar dat een niveauverschil in AP aan een bepaalde variabele wordt toegeschreven terwijl het in feite een verschil in proef-velden betreft. Om soortgelijke redenen zijn de variabelen meststofvorm en gewas alleen bekeken indien combinaties van verschillende meststofvormen of gewassen aanwezig waren binnen één veldproef. Ook hier is anders het risico te groot dat verschillen in meststofvorm of gewas aan variabelen worden toegeschreven terwijl die berusten op verschillen tussen veld-proeven.
^Toor de verklarende variabelen incubatieduur en kalkgift zijn, zoals ook voor initiële P-toestand en P-balans, de veldjes binnen een proefveld als observationele eenheden te beschouwen. Voor deze variabelen is wel variatie binnen veldproeven zodat ook met minder dan 10 veldproeven nog voldoende informatie beschikbaar is.
Alle verklarende variabelen waarvoor voldoende informatie in de deelverzameling beschikbaar was, zijn onderzocht. In het uiteindelijk model zijn, naast het basismodel - en laagdikte -, alleen die variabelen opgenomen die een significante bijdrage leveren aan het verklaren van de variantie in AP. Per deelverzameling wordt zo een model verkregen dat is gebaseerd op een voldoende aantal waarnemingen en op voldoende informatie met redelijk bereik en goede verdeling over dat bereik per verklarende variabele. Met behulp van dit model kan het land-bouwkundig onvermijdbaar verlies met standaardfout worden geschat.
De verzamelde data waren afkomstig van divers onderzoek zodat de bijdrage per veldproef aan de deelverzameling ongelijk was. Aangezien een veldje van een veldproef als observationele eenheid werd beschouwd, is dit over het algemeen geen probleem. In een enkel geval is een bepaald proefveld echter zwaar oververtegenwoordigd. Om het model en de daarop geba-seerde uitspraken m.b.t. het OPV niet vooral van één proefveld te laten afhangen, is er voor gekozen een dergelijk proefveld te wegen. De waarnemingen van een naar verhouding te omvangrijk proefveld zijn daarbij zo gewogen dat het proefveld als geheel ongeveer even zwaar weegt als de andere grotere veldproeven in de desbetreffende deelverzameling. Uiteraard is gecontroleerd of weging niet teveel invloed had op het model en de parameterschattingen. De berekening van het landbouwkundig onvermijdbaar verlies wordt gegeven bij de geselec-teerde modellen. De standaardfout van deze schatting en het betrouwbaarheidsinterval zijn in principe volgens dezelfde methode berekend als die gegeven door Ehlert et al. (1994).
De parameterschattingen van de regressieanalyses zijn gebruikt om het verloop van de P-toe-stand in de tijd te simuleren, bij diverse P-balansen en een aantal opgelegde - nader aan te geven - condities. Het verloop van de P-toestand is berekend door per jaar APw-getal of AP-Al-getal vast te stellen en op basis daarvan de nieuwe initiële P-toestand van het volgende jaar vast te stellen. Het verloop van de P-toestand kan zo over een bepaalde periode worden berekend. Daarnaast zouden we graag een indruk krijgen van de spreiding rond dit verloop. Het is mogelijk een betrouwbaarheidsinterval rond het verloop op te stellen door rekening te houden met de spreiding en de afhankelijkheid van de (uit de regressie verkregen) parameterschattingen. Er zijn duizend sets van parameterwaarden getrokken waarbij de parameterschattingen hierbij multi-variaat normaal verdeeld verondersteld zijn met bekende variantie en covariantie (Dagpunar,
1988). Per trekking is het P-verloop overeen bepaalde periode berekend. De 95%, 90% en 80%-betrouwbaarheidsintervallen zijn verkregen door de resultaten te sorteren en resp. de 25e, 50e en 100e waarde te nemen voor de ondergrens en resp. de 975e, 950e en 900e waarde voor de bovengrens.
4. Resultaten
Dit hoofdstuk bevat de resultaten van statistische analyses. De resultaten van de oriënterende analyses, uit de voortgangsrapportage ten behoeve van de Technische Projectgroep - zie Ehlert et al., 1994 -, hadden geen definitief karakter. Dit rapport bevat de eindresultaten van het observationeel statistisch onderzoek.
In § 4.1 staat het overzicht van de verzamelde data van veldproeven gegeven. Vervolgens worden in § 4.2 en § 4.3 de resultaten gegeven van onderzoek naar mogelijkheden om bij ontbrekende gegevens voor resp. de fosfaatafvoer en het gehalte aan afslibbare delen (deel-tjesgrootte < 16 urn) gebruik te kunnen maken van andere gegevensbronnen. Op grond van het verschil in grondgebruik is onderscheid gemaakt tussen bouwland en grasland. In § 4.4 worden de modellen van statistisch onderzoek gegeven met schattingen voor landbouwkundig onver-mijdbare fosfaatverliezen voor akkerbouwland. Het model voor het Pw-getal wordt gegeven in § 4.4.1 terwijl het model voor het P-AI-getal in § 4.4.2 wordt behandeld. De landbouwkundige onvermijdbare fosfaatverliezen voor grasland worden gegeven in § 4.5. Daarbij zijn drie situaties onderscheiden. In § 4.5.1 wordt het model gebaseerd op de veldproeven op zeeklei, dekzand en rivierklei gegeven. Vervolgens behandelt § 4.5.2 de veengraslanden. In § 4.5.3 wordt het resul-taat voor de mestinjectieproeven gegeven. Tenslotte worden in § 4.6 de resultaten van berekeningen van het gesimuleerde verloop van de fosfaattoestand op bouwland en op grasland gegeven.
4.1. Overzicht van verzamelde veldproeven
Uiteindelijk zijn zevenentachtig databestanden door de samenwerkende instellingen bijeen-gebracht. In één geval werden twee separate bestanden van één veldproef aangeleverd. Door aanleg van veldproeven met een verschillende proefopzet maar gelegen op dezelfde locatie heeft het uiteindelijke bestand betrekking op tachtig in principe onderling verschillende locaties. Een overzicht van de herkomst van de databestanden per partner wordt gegeven in bijlage 2.
Op basis van grondsoort kunnen uitspraken over onvermijdbare fosfaatverliezen (OVP) gedaan worden voor bouwland op zeeklei, dekzand en loess (zie selectiecriteria gegeven in § 3.4.). Voor grasland geldt dat alleen voor dekzand. Door gebruik te maken van gegevens van algemeen grondonderzoek kunnen bestanden van verschillende grondsoorten worden samengevoegd. Er is geen informatie beschikbaar over veenbouwland en grasland op duinzand, loess en dalgrond. Toepassing van resultaten van onderzoek naar deze ontbrekende grondsoorten en cultuur-gebruiken is niet verantwoord.
Tabel 2. Aantal veldproeven per grondsoort en cultuur. 22 23' 1 7 10 6 0 1 11 0 3 0 0 2 23 34 1 10 10 6 2
Grondsoort Bouwland' Grasland2 Totaal Zeeklei Dekzand Duinzand Rivierklei Loess Dalgrond Veen Totaal 69 17 86 ' Één veldproef op bouwland op zeeklei had betrekking op intensieve vollegrondsgroenteteelt, de
overige op akkerbouwmatige teelten. 2 Grasland exclusief kunstweide.
3 De veldproef te Mantinge omvatte 6 verschillende deelonderzoeken welke in de uiteindelijke analy-se als aparte veldproeven zijn opgevat.
Het totale bestand bestaat uit 4923 observationele eenheden. Hiervan hebben 4376 betrekking op bouwland en 547 op grasland. Het bestand bevat dus met name informatie over bouwland; de informatie voor grasland is minder omvangrijk. Een voorwaarde om aan de analyse te kun-nen bijdragen is dat AP en de P-balans bekend moeten zijn. Deze informatie blijkt niet altijd beschikbaar te zijn. Eveneens ontbreken gegevens van algemeen grondonderzoek. De conse-quentiesvan deze ontbrekende gegevens zullen worden aangegeven bij de afzonderlijke resultaten van analyses welke gegeven worden in § 4.4 - 4.6. Omdat gegevens van chemisch
gewasonderzoek en algemeen grondonderzoek ontbraken, zijn nadrukkelijk de mogelijkheden onderzocht om de afvoer van fosfaat met oogstprodukten te baseren op forfaitaire gehalten (Anonymus, 1993). Tevens is onderzocht of de analyses behorend bij de bodemkaarteenheden konden worden gebruikt indien metingen ontbraken.
4.2. Forfaitaire gehalten
De uitbreiding van het databestand met gegevens van chemisch gewasonderzoek had geen wezenlijke invloed op de gemiddelde waarden en het bereik van de fosforgehalten (!) uit-gedrukt in kg P per ton vers produkt. De resultaten voor de hakvruchten waren identiek aan die gegeven door Ehlert et al. (1994). Dit was ook het geval voor de fosforgehalten van de graan-korrel. De fosforgehalten in het stro waren gemiddeld wat lager t.o.v. eerder gerapporteerde waarden. Hieraan is echter geen bijzondere betekenis gehecht. Gegevens over de grasop-brengsten ontbreken waardoor een dergelijke vergelijking voor grasland niet kon worden uitgevoerd.
Gemiddeld was er geen verschil aan te tonen tussen de werkelijk gemeten afvoer en de P-afvoer gebaseerd op de forfaitaire gehalten. Per proefveld echter waren de verschillen tussen de gemeten en de berekende P-afvoeren aanzienlijk. Nadere analyse per veldproef gaf namelijk
aan dat slechts vijftien van de zevenenveertig veldproeven dezelfde gemeten en berekende afvoer hadden. Daarentegen hadden veertien veldproeven systematisch een lagere gemeten P-afvoer t.o.v. de berekende waarden, terwijl achttien veldproeven systematisch een hogere gemeten P-afvoer hadden. Deze systematische verschillen hadden een bereik van -20,0 tot +18,4 kg fosfaat per ha. Een eenduidige oorzaak voor deze systematische verschillen kon niet worden achterhaald. Noch de P-toestand van de bouwvoor, noch de P-gift konden de mate en richting van afwijking t.o.v. de gemiddelde waarde verklaren. Omdat deze systematische afwijkingen de schatting van het landbouwkundig onvermijdbaar P-verlies systematisch verlagen of verhogen, berusten de hierna volgende schattingen op gemeten P-afvoeren.
4.3. Textuur
De overgang van de kwalitatieve variabele grondsoort naar een kwantitatieve variabele op basis van meetgegevens van algemeen grondonderzoek werd bemoeilijkt door het ontbreken van essentiële meegegevens van o.a. textuur en vrije koolzure kalk. Om toch oriënterende statistische berekeningen met textuur als verklarende variabele te kunnen uitvoeren, werden bodemkaarten met bijbehorende fysisch-chemische analyses gebruikt. Op basis van de plattegronden van veld-proeven met hun locatie werd m.b.v. bodemkaarten afgeleid wat de gehalten aan afslibbare delen en vrije koolzure kalk waren. Het gehalte aan vrije koolzure kalk was nodig om het
gehalte aan afslibbare delen te herleiden van percentage minerale delen naar het percentage in grond. De analyse is uitgevoerd op basis van gemiddelde gemeten waarden voor afslibbare delen per veldproef. Er bestond een sterk lineair verband tussen de afgelezen waarde voor afslibbare delen en de gemeten waarde van veldproeven (percentage verklaarde variantie was 89,7). Het intercept (Yo) week significant af van nul en de hellingshoek (a) significant van 1 (Yo = 2,95 met seYo = 1,43; a = 0,9024 met se, = 0,0437). De fout bij het gelijkstellen van afgelezen waarden aan gemeten waarden voor afslibbare delen is echter bij lage gehalten (< 10%) klein in verhouding tot de herhaalbaarheid van de bepaling van de afslibbare delen (ca. 3% absoluut). Ondanks deze afwijking is bij veldproeven op zandgrond gebruik gemaakt van fysisch-chemische analyses afkomstig van kaarteenheden bij het ont-breken van relevante textuurmetingen.
4.4. Schatting van landbouwkundig onvermijdbare
fosfaatverliezen voor bouwland
Met water - Pw-getal - wordt beduidend minder fosfaat uit grond geëxtraheerd dan met ammoniumlactaat-azijnzuur (P-AI-getal). Deze extracties onderscheiden verschillende fosfaatfracties uit grond hetgeen consequenties kan hebben bij de schatting van de onvermijdbare fosfaatverliezen. In deze statistische analyse wordt daarom onderscheid aangebracht tussen verliezen gebaseerd op het Pw-getal en die op basis van het P-AI-getal.
4.4.1. Pw-getal
Na restrictie op APw-getal en een bekende P-balans (P-gift - P-afvoer) bleken 525 observationele eenheden beschikbaar te zijn voor de deelverzameling 'Pw-getal en bouwland'. Na uitsluiting van waarnemingen met een te groot verschil tussen tijdstippen van bemonstering en waar-nemingen met extreem hoge P-giften in het voorliggende jaar, bleken nog 342 observationele eenheden beschikbaar te zijn. Deze eenheden waren afkomstig van 35 veldproeven. Deze veldproeven zijn: D179, D180, IB1591, IB1747, IB1749, IB1750, L803, L806, L936, L942, L949, L958, L961, MB5, NZH147, NZH518, OB3049, OB3106, 001088, PAGV1801, PAGV31, PAGV32, PAGV33, PR87, U366, WB1701, WF387, WF388, ZGE384, ZGR592, ZHE1044, ZHE294, ZNH100, ZVL133 en Z980.
Een oriëntatie naar het verloop van het Pw-getal in de tijd per veldproef gaf een aantal verschil-len te zien (figuren 1, 2 en 3). Door een P-gift die belangrijk hoger was dan de P-afvoer steeg het Pw-getal. In de meeste gevallen - 20 veldproeven - nam deze stijging af bij voortschrijding van de tijd en P-bemesting (figuur 1). Bij tien veldproeven bleef daarentegen het Pw-getal bij benade-ring rechtevenredig stijgen met de P-gift (figuur 2). De veldproeven waarbij de stijging van het Pw-getal afnam hadden doorgaans een hogere P-toestand (gemiddeld Pw-getal ca. 30 mg P205 per liter grond) t o . v . de tweede groep veldproeven (gemiddeld Pw-getal ca. 16). In drie gevallen - IB1747, IB1749 en 001088 - blijkt een overschot aan P aanvankelijk onvoldoende te zijn om de initiële P-toestand te handhaven; pas na enige jaren stelt zich een evenwicht in (figuur 3). In twee gevallen was een trend in het verloop van het Pw-getal niet waarneembaar. Zonder P-bemesting daalt doorgaans het Pw-getal en schommelt na enige jaren rond een Pw-niveau van ca. 10-20 mg P205 per liter grond. Het niveau blijkt afhankelijk te zijn van de uitgangstoestand. Bij zeer lage initiële P-toestand (Pw-getal < 10 mg P205 per liter grond) blijft het Pw-getal schommelen rond de getalswaarde tien. Bij hogere initiële P-toestanden daalt het Pw-getal tot waarden rond de twintig.
Het resultaat van het onderzoek naar de mogelijkheden om andere verklarende variabelen zoals parameters van algemeen grondonderzoek, incubatieduur, laagdikte, gewas en meststofvorm op te nemen in het statistisch model wordt gegeven in tabel 3. De condities van selectie zijn
gegeven in § 3.4.
De initiële P-toestand (Pw,) en de P-balans hebben een breed bereik, evenals de incubatieduur. Bovendien hebben deze een redelijke verdeling over het bereik (tabel 3). Daarentegen was er weinig variatie in de laagdikte van de bemonsterde bouwvoor. Met name de laagdikte van 20 cm kwam veelvuldig voor. Toch is de laagdikte als variabele opgenomen in het model teneinde een standaardisatie uit te voeren naar een laagdikte van 20 cm (zie ook § 3.4).
De gegevens van algemeen grondonderzoek waren incompleet en/of hadden een minder gunstige verdeling over het bereik. Het gehalte aan organische stof was gemeten in alle veldproeven, maar gehalten hoger dan 7% waren vrijwel afwezig. Het gehalte aan afslibbare delen was eveneens bekend van alle beschikbare veldproeven - zie ook § 4.3 - met een redelijke verdeling tot 40%. Voor silt en lutum waren geen gegevens voorhanden. De gehalten aan zand -hier gedefinieerd als de deeltjes groter dan 16 urn (zie § 3.2.) - waren bekend van tweeëntwintig veldproeven maar slechts drie veldproeven hadden een gehalte lager dan 50%. Vrije koolzure kalk was bekend voor negentien veldproeven maar met een slechte verdeling; niet minder dan dertien veldproeven hadden namelijk een gehalte kleiner dan 1 %. De pH-H20 was
Pw-getal 250 200 150 100 50 • • -m w' \ : ' \ / " * ! / Q i i . i i 1000 2000 3000 4000 Tijd in dagen 0 30 70 120 200 — B — --A- - o - --»- -»•-5000
Figuur 1. Het verloop van het Pw-getal voor de veldproef D178 op dalgrond bij verschillende jaarlijk-se P-giften ( Z = 0, A = 30, O = 70, * = 120 en • =200 kg P205 per ha per jaar)
Pw 100 -getal 60 1000 2000 3000 4000 Tijd in dagen 0 30 70 120 200 —B— A •©• * » • -! ',
Figuur 2. Het verloop van het Pw-getal voor de veldproef D179 op dekzand bij verschillende jaarlijkse P-giften (legenda zie figuur 1)
Pw-getal 100 ao - - - • * 500 1000 Tijd in dagen 60 120 180 3 * • » • -2000
Figuur 3. Het verloop van het Pw-getal voor de veldproef IB 1747 op dekzand bij verschillende jaar-lijkse P-giften (D = 0, O = 60, * = 120, • = 180 kg P2Os per ha per jaar)
bekend voor vierentwintig veldproeven; de pH-KCI voor zestien veldproeven. Voor beide parameters was de verdeling van de veldproeven over het bereik goed.
De deelverzameling voor Pw-getal bleek alleen voor de vergelijking tussen geen bemesting en bemesting met in water oplosbare meststofvormen (tripelsuperfosfaat, superfosfaat en in water oplosbare NPK-meststofvormen) voldoende informatie te bevatten; de overige meststofvormen waren slecht vertegenwoordigd. Dat wil zeggen dat voor individuele veldproeven wel een vergelijking kan worden uitgevoerd voor specifieke meststofvormen, maar een opname in een algemene analyse op basis van de zesendertig geselecteerde veldproeven was niet mogelijk. Het risico dat variatie in APw wordt verklaard door meststofvorm, terwijl dit eigenlijk aan andere effect(en) moet worden toegeschreven, was te groot.
De hakvruchten (gewasgroep één) kwamen vaker voor dan de graangewassen (gewasgroep twee); de overige gewassen (gewasgroep drie) waren t.o.v. de eerste twee gewasgroepen onder-vertegenwoordigd. Bovendien werd de omvang van gewasgroep drie met name bepaald door de veldproef PAGV1801. Gewasgroep één was vooral afkomstig van AB-DLO-gegevens; gewas-groep twee vooral van PAGV-gegevens. Ook deze verdeling biedt geen perspectief voor opname in het model.
Tabel 3. Overzicht van de gegevens van de deelverzameling van veldproeven op akkerbouwland en Pw-getal Verklarende variabelen Aantal waar- nemin-gen Kwantitatieve variabelen Pw,1 P-balans2 Laag' Organische stof' Afslibbare delen4 Lutum Silt Zand4 CaC03* pH-H20 pH-KCI Incubatieduur5 Kalkgift' 342 342 314 342 342 0 0 174 187 163 116 338 342 Kwalitatieve variabelen Meststofvorm' Gewas8 342 342 Aantal veld-proeven 35 35 34 35 35 0 0 22 19 24 16 34 35 35 35 Gemid-delde 40 75 20 4,7 17 -67 2,7 5,9 5,3 213 25 -Bereik 4-132 -91-661 10- 30 1- 15 1- 74 -16-91 0-11 5- 8 4- 7 105-358 0-600 0- 6 1- 3 Verdeling bereik Goed Goed Matig Matig Matig -Matig Matig Goed Goed Goed Slecht Slecht Matig Dominante fractie Geen Geen 20 < 7 < 4 0 -> 5 0 < 1 Geen Geen Geen 0 Oen 1 1 en 2
1 [mg P2Os per liter grond]
1 [kg P205 per ha) 3 [cm]
4 [% van grondmonster] 5 [dagen]
' [kg zuurbindende waarde (ZBW) per ha]
' Meststofvormen gegroepeerd naar oplosbaarheid: 0 = geen meststof (onbemest met fosfaat); 1 = in water oplosbare fosfaatmeststoffen; 2 = dicalciumfosfaten;
3 = thomasslakkenmeel en meststoffen op basis van thomasslakkenmeel; 4 = natuurfosfaten (ruwe fosfaten);
5 = dierlijke meststoffen;
6 - mengsels van dierlijke meststoffen en in water oplosbare fosfaatmeststoffen. " Gewassen gegroepeerd naar hakvruchten, graangewassen en overige:
1 = hakvruchten; 2 = graangewassen; 3 = overige gewassen.
Uiteindelijk is de overkoepelende analyse uitgevoerd op basis van de verklarende variabelen: 1. initiële fosfaattoestand (Pw);
2. P-balans (opgedeeld in een negatieve en een positieve balanspost); 3. hun onderlinge interactie;
4. laagdikte;
5. de incubatieduur;
6. het gehalte aan afslibbare delen; 7. het gehalte aan organische stof; 8. de pH-H20;
9. de pH-KCI.
Van deze variabelen bleek alleen de incubatieduur significant bij te dragen aan de verklaring van de variatie in APw-getal. Ook de kwadratische componenten van de pH's gaven geen bijdrage aan verklaring van de variatie. Op grond van deze resultaten van analyse werd als eindresultaat het statistisch model met vergelijking (3) verkregen.
APw = C0 + c ^ P - b a l a n s ^ + e*P-balansne^ + y*Pw, + ^ ( P w . ' P - b a l a n s ^ , )
+ Sj^Pw^P-balans^^J + Ti*Laagdikte + 6*P*lncubatieduur + Ç (3) Met:
APw = de verandering in Pw-getal na één teeltseizoen [mg P205 per liter grond per jaar];
P-balans^^ = de fosfaatbalans wanneer de P-gift groter is dan de P-afvoer met oogstprodukten [kg P205 per ha];
P-balansntgJtief = de fosfaatbalans wanneer de P-gift kleiner of gelijk is dan de P-afvoer met oogstprodukten [kg P205 per ha];
Pw, = de initièle fosfaattoestand bij het begin van het desbetreffende proefjaar [mg P205 per liter grond];
Laagdikte = de laagdikte van de teeltlaag (bouwvoor) min 20, ter standaardisatie [cm];
Incubatieduur = de duur van contact van meststoffosfaat met de grond, berekend als verschil tussen het tijdstip van de tweede bemonstering van de teeltlaag en het tijdstip van bemesting [dagen];
P = schijnvariabele die ingevoerd is bij incubatieduur om onderscheid aan te brengen tussen wel of geen bemesting. Bij geen bemesting is P gelijk aan nul omdat in dat geval niet van een incubatieduur gesproken kan worden. Bij bemesting is P gelijk aan één.
In vergelijking (3) zijn C,,, cc, e, y, 8„ 82, TI en 9 de te schatten parameters en is Ç de storingsterm.
Het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies (OPV) kan nu worden berekend bij APw gelijk aan nul. Er is alleen sprake van een daadwerkelijk verlies als de P-balans positief is. Uit (3) volgt dan:
OPV = - (C + c*Pw, + g*P*lncubatieduur)/(a + d,*Pw) (4) Met C, a, c, d1 en g als schatters van de parameters C,, a, y, 8, en 9.
OPV = f (ß) met var(OPV) - f'(ß)T * vcov * f'(ß) metß = a b c
t
9 )
en f(ß) = M/fa+d/Pw) (C+c*Pw,+g*P*lncubatieduur)/(a+d,*Pw)2 0 -Pw/(a+d,*Pw,) (C+c*Pwi+g*P*lncubatieduur)*Pw/(a+d,*Pw)2 0 0 ^-(P*lncubatieduur)/(a+d,*Pwi) (7)De parameterschattingen van vergelijking (3) worden in tabel 4 gegeven. Vergelijking (3) verklaart slechts 14,9% van de variatie in APw; toch is dit een significant gedeelte van de variatie. In tabel 5 worden schattingen gegeven voor het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatver-lies voor verschillende initiële fosfaattoestanden en voor verschillende incubatieduren. Naarmate de P-balans positiever is, stijgt het APw-getal. Deze stijging neemt toe bij hogere ini-tiële fosfaattoestand (Pw,). Naarmate het meststoffosfaat langer met de grond in contact is, daalt het APw-getal. Naarmate de P-balans negatiever is, is het APw-getal sterker negatief. Bij een hogere initiële fosfaattoestand treedt deze daling sterker op dan bij een lagere initiële fosfaattoestand (tabel 5).
Bij een gemiddelde incubatieduur van 210 dagen bedraagt het onvermijdbaar fosfaatverlies bij een voldoende fosfaattoestand (Pw-getal - 30 mg P2Os per liter grond) zo'n 40 kg P205 per ha per jaar. Bij lagere toestanden neemt het verlies af; bij hogere fosfaattoestanden toe. Pas bij ruim voldoende fosfaattoestanden en bij incubatieduren groter of gelijk aan 210 dagen blijkt volgens deze analyse het OPV significant van nul af te wijken.
Tabel 4. Parameterschattingen behorend bij vergelijking (3) met standaardfout en de Student t-waarde voor de deelverzameling 'akkerbouwland en Pw-getal'
Variabele Constante P-balans,^., P-balans^«., Pw, Pw* P-balans^., Pw*P-balans^„., Laagdikte' Incubatieduur Parameter-schatter C a b c d, d> f g Schatting 3,80 0,0194 0,0298 -0,0817 0,000290 0,00207 -0,1272 -0,01196 Standaard-fout 1.87 0,0119 0,0672 0,0325 0,000170 0,00177 0,0988 0,00556 t-waarde 2,04 1,63 0,44 -2,51 1,70 1.17 -1.29 -2,15
De laagdikte is gestandaardiseerd op 20 cm. In de regressieanalyse is deze standaardisatie opgeno-men als Laagdikte = (Opgegeven laagdikte - 20).
Tabel 5. Het landbouwkundig onvermijdbaar fosfaatverlies (OPV) bij verschillende initiële Pw-getal-waarden en incubatieduren met standaardfout (se) en betrouwbaarheidsinterval (B)
Initieel Pw-getal
n
Incubatieduur [2] OPV(
'
1
se ondergrens [J] bovengrens!1] 10 20 30 40 50 60 70 80 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 350 180 210 270 330 38 54 0 14 42 80 29 41 67 101 52 64 87 118 72 82 104 132 88 98 118 144 103 112 130 154 115 123 140 157 59 49 38 34 31 38 24 22 23 33 20 19 21 30 20 19 21 29 22 21 22 28 23 23 24 29 25 25 25 28 -79 -44 155 152 -76 -54 -20 5 -20 -3 21 36 12 26 45 58 32 44 61 74 45 56 73 87 56 66 82 96 64 74 89 101 75 81 104 156 77 86 113 166 92 102 129 178 112 121 146 189 132 140 162 200 150 157 177 211 165 173 191 213' [mg P2Os per liter grond] 2 [dagen]
1 [kg P2Os per ha per jaar]
